Особые колодцы
Самый глубокий колодец в мире был обнаружен в городе Сант-Анджело-Романо, который расположен недалеко от Рима в Италии. Здесь пещера диаметром около 20 м уходит глубоко в землю, а зафиксированная глубина приближается к 4000 м. Вторая скважина по этому параметру (также образованная пещерой) находится в Мексике (Закатон).
Конечно, когда мы говорим о колодцах как источниках воды, мы имеем в виду прежде всего рукотворные сооружения. Среди подобных творений человека выделяется самый глубокий колодец в мире, вырытый вручную – это колодец в английском городе Вудингдин, глубина которого составляет более 390 м. Его строительство заняло 4 года, и он был вырыт заключенными местной тюрьмы. Целью строительства, конечно же, была не установка рекорда – нужна была питьевая вода.
Упорные поиски воды привели к появлению уникальной конструкции колодца. Сначала шахта шла вертикально вниз, но на глубине 134 м оказалось, что воды нет. Следующий этап строительства заключался в рытье горизонтальных ходов в разных направлениях, что также не дало желаемого результата.
После этого в одной из горизонтальных ветвей было продолжено вертикальное углубление. Лишь спустя еще два года напряженной работы был достигнут водоносный горизонт, из которого начала подниматься питьевая вода. Общая глубина составила 392 м, что стало рекордом для колодцев, вырытых вручную.
Продолжили за упрямство…
Когда глубина скважины составила 134 метра, инженеры поняли, что упустили водоносный горизонт. Чтобы исправить ситуацию, они дали указание прорыть горизонтальный тоннель, спускающийся от основного ствола. Решили копать на север. Но через 20 метров влаги на стенах уже не было. Потом они вернулись и начали рыть точно такой же горизонтальный проход на запад. 30 метров и снова не так. Третья попытка уже идет в восточном направлении.
После 10 метров копания строителям показалось, что земля стала более влажной. Инженеры спустились в колодец, проверили все на месте и дали указание выкопать шахту в конце восточного туннеля.
Если первоначальный колодец имел ширину 1,8 метра, то теперь ствол сузился до 1,2 метра. В нем едва помещались два человека, которые, раздувшись от жары и плотности, вынимали грунт на большой глубине. Воздуха не хватало, поэтому вверху установили паровую машину, которая по шлангам гнала его вниз.
Работа шла очень медленно, что неудивительно – раскопки с такой глубины проходили в несколько этапов. В вертикальной шахте, чуть глубже в стены, были построены специальные платформы. На них имелись лебедки, которые поднимали землю с помощью системы блоков. Время от времени их заменяли каменщики, укреплявшие стенки колодца.
Работы шли круглосуточно, а колодец, хотя и черепашьими темпами, уходил в землю все глубже. Но воды по-прежнему не было. Прошло два года, три… Мы достигли отметки 200 метров, потом 300 метров… Стоимость скважины превысила все разумные пределы. И хотя труд был бесплатным, то есть фактически рабским, стоимость плит, кирпича и цемента на добрые десять лет вперед оказалась выше стоимости услуг водоснабжения.
Что обуславливает глубину колодца
Когда человек решает построить собственный источник питьевой воды, главной заботой становится глубина колодца. Вряд ли найдутся желающие побить рекорды – это конкретная задача, которую необходимо решить оптимальным способом. Прежде всего, при планировке сооружения учитывается естественный подземный источник воды. Это могут быть следующие структуры:
- Грунтовые воды. Верхний слой такой воды залегает на глубине 5-40 м в зависимости от региона и конкретного рельефа. У грунтовых вод есть существенный недостаток: они не защищены водонепроницаемой линзой, поэтому качество воды может быть плохим.
- Межпластовые воды. Этот слой размещается между двумя аквитардами, которые обеспечивают фильтрацию воды и защиту от загрязнений. Их глубина 16-85 м.
- Артезианские воды. Их глубина более 30 м, а чаще всего превышает 100 м. Такие отложения находятся под давлением и при достижении их образуют фонтан. Качество этой воды самое лучшее.
Таким образом, вопрос о том, как определить глубину колодца, в первую очередь связан с типом выбранного источника, а также с тем, на какой конкретно глубине он расположен.
Читайте также: Какие каналы входят в 20 бесплатных цифровых каналов эфирного телевидения: список
Методики определения водозалегания
Чтобы не оказаться в шкуре тех, кто был вынужден рыть колодцы за сотни метров, необходимо определить местонахождение в том месте, где залегание водоносного горизонта наиболее благоприятно. Для этого существует несколько методов:
- Нетрадиционные народные методы: лоза, ветки, рамки (локационное земледелие). Эксперты не очень доверяют этой методике, но ее можно проверить. Правда, даже теоретически можно установить лишь факт близкого расположения слоя воды.
- Карта глубины скважины. Таким способом определяют глубину колодца, если в свободном доступе имеется статистика по конкретной местности. Такие данные сейчас собираются повсеместно, но они дают лишь приблизительную картину, как, например, на рис. 1. (Карта глубин скважин в Московской области)
- Геофизические методы. Самый распространенный метод – бурение разведочной скважины. Существуют и другие специальные технологии, особенно электрическое зондирование. Геофизические методы дают точную картину, но довольно дороги.
Технологические характеристики
Если колодец предназначен как источник чистейшей питьевой воды, лучший вариант – углубить ствол колодца до артезианской воды. Глубина колодца такого пласта, скорее всего, будет достигать 80-100 м, и выкопать такую шахту вручную весьма проблематично. Чаще всего в качестве питьевой воды используют воду из межпластового слоя, вполне удовлетворительного по качеству. При такой конструкции шахту придется углубить на 20-30 м.
Экономическая альтернатива предполагает удаление грунтовых вод. Качество (особенно во время паводков) не всегда удовлетворительное, но при кипячении вода становится вполне питьевой. Глубина такого колодца составляет 10-12 м. Таким образом, определение задачи по глубине колодца зависит от того, какой слой необходимо выбрать, и значение находится в пределах 10-30 м.
Кончили за упокой…
Скорее всего, рабочие споткнулись о зыбучий песок, который легко мог утащить их в «подземный мир”
А вечером 12 марта 1862 года во время пересмены один из горняков, ступив на дно шахты, почувствовал, что земля под ним немного вибрирует. Было такое ощущение, будто мощная сила пыталась подняться вверх. Тогда 18-летний Томас Марш не думал о воде. Ему казалось, будто демоны преисподней устремились к его грешной душе. А может, это были те самые антиподы из Австралии, которых оклеветали местные газеты. Никогда еще подъем на вершину не занимал такого рекордного времени. Поднимаясь по хрупкой лестнице к главному стволу шахты, молодой человек услышал где-то в глубине нарастающий грохот, за которым последовал грохот разрушающихся конструкций и рев воды, быстро заполняющей шахту. Ему и четырем лебедкам удалось выбраться и чудом не пострадали.
Итак, насколько глубока скважина Вудингдин? Ровно 394 метра, что на 120 метров ниже уровня моря и на 10 метров выше шпиля Эмпайр-стейт-билдинг.
Задачи углубления колодцев
В процессе эксплуатации скважин могут возникнуть определенные проблемы: истощение пласта, снижение дебита, загрязнение воды. Другими словами, через какое-то время колодцы необходимо очистить и углубить. Если объем подачи воды не уменьшается, а только ухудшается качество, шахту очищают, что является достаточно трудоемкой работой.
Для этого необходимо демонтировать наземную часть (крышу, подъемный механизм) и откачать всю воду. Затем нужно спуститься и отремонтировать стыки между венцами бревен или бетонными кольцами. При необходимости все повреждения устраняются. Стенки и дно очищаются от ила, почвы, песка и другой грязи с помощью обычных ручных инструментов (лопаты, скребка, шпателя).
Снижение дебита скважины даже после очистки донного фильтра свидетельствует об истощении водоносного горизонта. В этих условиях единственный способ продлить срок службы колодца – это углубить колодец своими руками или с помощью специалистов. Углублять шахту можно разными способами:
- Пластиковая труба. Для этой технологии понадобится пластиковая труба диаметром 85-95 мм, в нижней части которой сверлятся отверстия диаметром 16-18 мм в количестве не менее 40 штук. Внутри укреплена металлическая сетка и установлен насос. С помощью любого ручного бурового инструмента в дне проделывают отверстие глубиной примерно 1 м. В это отверстие устанавливают трубу, а затем включают насос. Этот метод называется «углубление колодца пластиковой трубой».
- Подрыв. Используя этот метод, можно углубить шахту как с деревянными стенами, так и с бетонными кольцами. Раскопки производят вручную, с помощью лопаты, с постепенной равномерной осадкой всей колонны стены.
- Углубление колодца на зыбучих песках. По своей сути плывун представляет собой достаточно сложное препятствие, возникающее при необходимости углубления ствола колодца. Это песчаный слой с органическими и илистыми компонентами, который при насыщении водой становится более подвижным. Проходить через такой слой очень опасно из-за возможности обрушения. Самое простое решение проблемы – проводить дноуглубительные работы зимой, когда вода замерзает и пласт теряет текучесть. После того как он будет изолирован бетонным кольцом с гидроизоляцией, опасность исчезнет – можно будет продолжать увеличивать глубину колодца.
- Используйте кольца или трубки меньшего диаметра. Это один из самых простых вариантов, когда внизу начинает формироваться шахта меньшего диаметра, чем основной колодец.
